JP7151715B2 - 系統連系蓄電システム及び電流センサの取り付け異常検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、系統連系蓄電システム及び電流センサの取り付け異常検出方法に関する。
本出願は、２０１７年１０月２６日出願の日本出願第２０１７－２０７３５８号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

近年、太陽光発電装置と、蓄電池を内蔵した蓄電装置とを組み合わせた系統連系蓄電システムが注目されている。このようなシステムでは、蓄電装置も交流への電力変換部を経て交流電路に接続されており、蓄電装置から需要家内の負荷に電力を供給することができる。ここで、系統連系規定により、太陽光発電による発電電力は需要家の受電点を越えて逆潮（売電）できるが、蓄電池を放電させた発電電力の逆潮は禁止されている。

そこで、蓄電池の放電に基づく電力を逆潮させないよう、監視用に、電流センサが、設けられている（例えば、特許文献１参照。）。電流センサにより、蓄電池の放電に基づく電力が逆潮していると検出されたときは、直ちに蓄電池の放電電力を低下させるか又は放電を停止させる必要がある。

電流センサは、例えばクランプ型のＣＴ（Current Transformer）である。一般に、ＣＴは、蓄電装置を設置する際に、需要家の分電盤内又はその近傍に取り付けられる。

特開２０１４－７３０４３号公報

本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、請求の範囲によって定められるものである。
本発明の一表現に係る系統連系蓄電システムは、需要家の、系統連系する交流電路に流れる電流を検出する電流センサと、前記交流電路に接続された蓄電装置と、を備えた系統連系蓄電システムであって、前記蓄電装置は、蓄電池と、前記蓄電池と前記交流電路との間にあって、直流／交流の双方向の電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部を制御するとともに、前記電流センサによって検出される電流及び前記交流電路の電圧に基づいて電力を検出する制御部と、を含み、前記制御部は、前記蓄電池の充電電力を変化させて、変化の前後での前記電流センサの検出に基づく電力の変化量を求め、当該変化量と前記充電電力の変化分とを対比して、前記電流センサについての取り付け異常の有無を判定する機能を有する、系統連系蓄電システムである。

また、方法の観点からの一表現によれば、需要家の、系統連系する交流電路に、蓄電池を有する蓄電装置が接続され、前記交流電路に流れる電流を電流センサによって検出する場合に、前記蓄電装置によって実行される電流センサの取り付け異常検出方法であって、前記電流センサによって検出される電流及び前記交流電路の電圧に基づいて電力を検出し、前記蓄電池の充電電力を変化させて、変化の前後での前記電流センサの検出に基づく電力の変化量を求め、前記変化量と前記充電電力の変化分とを対比して、前記電流センサについての取り付け異常の有無を判定する、電流センサの取り付け異常検出方法である。

図１は、単機能の蓄電装置を用いた系統連系蓄電システムの一例を示す構成図である。 図２は、単機能の蓄電装置を用いた系統連系蓄電システムの他の例を示す構成図である。 図３は、ハイブリッド型（複合機能）の蓄電装置を用いた系統連系蓄電システムの一例を示す図である。 図４は、例えば図１における蓄電装置の内部回路の一例を示す回路図である。 図５は、太陽光発電装置を備えず、蓄電装置のみである場合の、需要家内の回路接続の一例を示す図である。 図６は、太陽光発電用のパワーコンディショナと、蓄電装置とを備え、かつ、いわゆるシングル発電を行う場合の、需要家内の回路接続の一例を示す図である。 図７は、太陽光発電用のパワーコンディショナと、蓄電装置とを備え、かつ、いわゆるダブル発電を行う場合の、需要家内の回路接続の一例を示す図である。 図８は、ハイブリッド型、すなわち、太陽光発電用のパワーコンディショナの機能が蓄電装置に搭載されている場合の、需要家内の回路接続の一例を示す図である。 図９は、電流センサについて、正しい取り付け状態の他、起こり得る誤った取り付け状態の全容を示す図である。 図１０は、充電開始による電力の変化を示すグラフの一例である。 図１１は、センサチェック（電流センサの取り付け異常検出）をする手順を示すフローチャートの一例である。 図１２は、実機にて動作確認をした結果を示すオシロスコープの画像であり、図９及び表１におけるＮｏ．１（正常）の場合の波形である。 図１３は、実機にて動作確認をした結果を示すオシロスコープの画像であり、図９及び表１におけるＮｏ．２（一方の電流センサが逆方向）の場合の波形である。 図１４は、実機にて動作確認をした結果を示すオシロスコープの画像であり、図９及び表１におけるＮｏ．３（他方の電流センサが逆方向）の場合の波形である。 図１５は、実機にて動作確認をした結果を示すオシロスコープの画像であり、図９及び表１におけるＮｏ．４（両方の電流センサが共に逆方向）の場合の波形である。 図１６は、蓄電装置が複数台ある場合の単線接続図の一例である。 図１７は、蓄電装置が複数台ある場合の単線接続図の他の例である。

［本開示が解決しようとする課題］
電流センサとしての前述のＣＴは例えば２個あり、これらは、逆潮検出のため、正しい位置（線）に正しい方向で取り付けられなければならない。ところが、実際には不注意により間違って取り付けられることもあり得る。また、最初は正しく取り付けられていても、その後脱落することもあり得る。さらには、ＣＴから引き出されている検出信号線が長年の間に劣化したり、鼠にかじられたりして、断線することもあり得る。

かかる課題に鑑み、本開示は、電流センサが正しく取り付けられているかどうかを自動的にチェックすることができる、系統連系蓄電システム及び電流センサの取り付け異常検出方法を提供することを目的とする。

［本開示の効果］
本開示によれば、電流センサが正しく取り付けられているかどうかを自動的にチェックすることができる。

［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。

（１）これは、需要家の、系統連系する交流電路に流れる電流を検出する電流センサと、前記交流電路に接続された蓄電装置と、を備えた系統連系蓄電システムであって、前記蓄電装置は、蓄電池と、前記蓄電池と前記交流電路との間にあって、直流／交流の双方向の電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部を制御するとともに、前記電流センサによって検出される電流及び前記交流電路の電圧に基づいて電力を検出する制御部と、を含み、前記制御部は、前記蓄電池の充電電力を変化させて、変化の前後での前記電流センサの検出に基づく電力の変化量を求め、当該変化量と前記充電電力の変化分とを対比して、前記電流センサについての取り付け異常の有無を判定する機能を有する、系統連系蓄電システムである。

このような系統連系蓄電システムでは、蓄電池の充電電力を変化させて電力の変化量を求め、当該変化量と充電電力の変化分とを対比する。電流センサが正常に取り付けられていれば変化量は充電電力の変化分を適切に反映した値となるはずである。そこで、変化量が充電電力の変化分を適切に反映した値を示すときは、取り付けは正常、そうでないときは、取り付けは異常、と判定することができる。
このようにして、電流センサが正しく取り付けられているかどうかを自動的にチェックすることができる系統連系蓄電システムを提供することができる。

（２）また、（１）の系統連系蓄電システムにおいて、前記制御部は、前記変化量が前記充電電力の変化分の値を中心とした所定の範囲内にあるときは前記電流センサの取り付けが正常であり、前記範囲内にないことが複数回繰り返されるときは前記電流センサの取り付けが異常である、と判定する機能を有するものであってもよい。

充電電力以外の需要家の消費電力も多少の変動があるため、変化量が充電電力の変化分と常に等しいとは限らない。このように、ある程度の範囲を設けることで、取り付け正常を、取り付け異常と誤判定することを抑制することができる。また、範囲内にないことがあっても１回だけでは判定せず、複数回繰り返されたことをもって取り付けが異常であると判定することにより、取り付け正常を、取り付け異常と誤判定することを抑制することができる。こうして、判定精度の安定性を確保することができる。

（３）また、（１）又は（２）の系統連系蓄電システムにおいて、前記蓄電装置及び前記電流センサを１セットとすると、これらは複数セットあって、それぞれの前記蓄電装置が前記交流電路に接続されており、複数の前記蓄電装置は、前記機能の実行タイミングを互いにずらして行うようにしてもよい。
この場合、複数セットの電流センサのそれぞれについて、取り付けの異常の有無を容易に判定することができる。

（４）また、（１）～（３）のいずれかの系統連系蓄電システムにおいて、前記機能を、定期的に実行することもできる。
この場合、電流センサ及び蓄電装置の初期の据付工事直後だけでなく、その後も、電流センサの取り付け状態に異常が発生していないかどうかを、監視し続けることができる。

（５）また、（１）～（４）のいずれかの系統連系蓄電システムにおいて、前記交流電路には、太陽光発電の発電電力が供給可能であり、前記蓄電装置は、太陽光発電が行われていないときに、前記機能を実行するようにしてもよい。
この場合、太陽光発電の発電電力の影響を受けずに正確に変化量を測定することができる。

（６）方法の観点からは、これは、需要家の、系統連系する交流電路に、蓄電池を有する蓄電装置が接続され、前記交流電路に流れる電流を電流センサによって検出する場合に、前記蓄電装置によって実行される電流センサの取り付け異常検出方法であって、前記電流センサによって検出される電流及び前記交流電路の電圧に基づいて電力を検出し、前記蓄電池の充電電力を変化させて、変化の前後での前記電流センサの検出に基づく電力の変化量を求め、前記変化量と前記充電電力の変化分とを対比して、前記電流センサについての取り付け異常の有無を判定する、電流センサの取り付け異常検出方法である。

このような電流センサの取り付け異常検出方法によれば、蓄電池の充電電力を変化させて電力の変化量を求め、当該変化量と充電電力の変化分とを対比する。電流センサが正常に取り付けられていれば変化量は充電電力の変化分を適切に反映した値となるはずである。そこで、変化量が充電電力の変化分を適切に反映した値を示すときは、取り付けは正常、そうでないときは、取り付けは異常、と判定することができる。
このようにして、電流センサが正しく取り付けられているかどうかを自動的にチェックすることができる電流センサの取り付け異常検出方法を提供することができる。

［実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態に係る系統連系蓄電システムについて、図面を参照して説明する。
まず、需要家に設けられた系統連系蓄電システムの構成例について説明する。

《システム構成例》
図１は、単機能の蓄電装置を用いた系統連系蓄電システムの一例を示す構成図である。図において、需要家１００には、蓄電装置１が設置されている。また、需要家１００には太陽光発電パネル２が設置されている。

太陽光発電パネル２にはパワーコンディショナ３が接続されている。パワーコンディショナ３は、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御を行うと共に、太陽光発電パネル２の出力する直流電力を交流電力に変換する。パワーコンディショナ３の出力には、例えば、単相３線（ＡＣ２００／１００Ｖ）の系統連系出力端子Ｔ１と、単相２線（ＡＣ１００Ｖ）の自立出力端子Ｔ２とがあり、系統連系出力端子Ｔ１は一般負荷分電盤４に、自立出力端子Ｔ２は蓄電装置１に、それぞれ接続されている。

一般負荷分電盤４には需要家１００内の一般負荷（図示せず。）が屋内配線を介して接続されており、一般負荷には商用電力系統２００又はパワーコンディショナ３から給電することができる。パワーコンディショナ３の出力のうち、需要家１００内で消費されない分の電力は、一般負荷分電盤４を介して商用電力系統２００に逆潮（売電）することができる。一般負荷分電盤４から商用電力系統２００までの、系統連系する交流電路６には、逆潮検出のための電流センサ（通常はＣＴ）７、売電用電力量計２０１及び買電用電力量計２０２が設けられている。

また、一般負荷分電盤４は、蓄電装置１と接続されており、商用電力系統２００又はパワーコンディショナ３から蓄電装置１を充電できるほか、蓄電装置１を放電させて一般負荷分電盤４に接続された一般負荷に給電することもできる。すなわち、この蓄電装置１は、交流電路６にも接続され得る系統連系型の蓄電装置１である。

また、一般負荷分電盤４は重要負荷分電盤５と接続されている。重要負荷分電盤５には一般負荷分電盤４から直接、ＡＣ１００Ｖが供給されている。また、停電時には蓄電装置１からＡＣ１００Ｖが、重要負荷分電盤５に供給される。重要負荷分電盤５には、停電時にも使用したい重要負荷が接続されている。停電時の蓄電装置１には、太陽光発電中であれば、パワーコンディショナ３の自立出力端子Ｔ２からＡＣ１００Ｖで電力が供給される。

蓄電装置１はリモコン装置８と接続されており、リモコン装置８から蓄電装置１を操作することができる。また、リモコン装置８は、蓄電装置１の状態を表示するモニタでもあり、充放電状態や故障等の表示を行うことができる。リモコン装置８は、需要家１００内に設置されたルーター（ゲートウェイ）９及び携帯情報端末１０とも通信を行うことができる。ルーター９は、インターネット３００に接続されている。

図２は、単機能の蓄電装置を用いた系統連系蓄電システムの他の例を示す構成図である。図１との違いは、蓄電装置が２台設けられ、１台はマスターの蓄電装置１ｍ、もう１台はスレーブの蓄電装置１ｓである点である。その他の構成は図１と同様である。図２の場合、電流センサ７の検出出力はマスターの蓄電装置１ｍにのみ与えられ、スレーブの蓄電装置１ｓは、マスターの蓄電装置１ｍの管理下にある。

なお、図１，図２は共に、太陽光発電と蓄電装置１とを有する需要家１００の例であるが、例えば図１において太陽光発電パネル２及びパワーコンディショナ３は設置されず、蓄電装置１のみを有する需要家もある。この場合、例えば電気料金の割安な夜間電力を蓄電装置１に蓄え、昼間に放電させて需要家の電力を賄うことができる。また、停電時には、非常用電源として、蓄電装置１から需要家に電力を供給することができる。
図２の場合も同様である。

図３は、ハイブリッド型（複合機能）の蓄電装置１を用いた系統連系蓄電システムの一例を示す図である。図１との違いは、単体としてのパワーコンディショナが無い点であり、その代わりに、蓄電装置１がパワーコンディショナの機能も有している。従って、太陽光発電パネル２の出力は直接、蓄電装置１に与えられる。その他の構成は図１と同様である。

《蓄電装置の内部回路の一例》
図４は、例えば図１における蓄電装置１の内部回路の一例を示す回路図である。
蓄電装置１は、入出力ポート及び入力ポートを備えている。図の左上側にある系統連系ポートＰ１は、入出力ポートであり、一般負荷分電盤４（図１）を介して商用電力系統２００（図１）と接続される。蓄電装置１内には例えばバリスタＣ１，Ｃ２，Ｃ３が設けられており、バリスタＣ１はＵ－Ｏ間に、バリスタＣ２はＷ－Ｏ間に、バリスタＣ３はＵ－Ｗ間に、それぞれ接続されている。

図の左下側にある補助入力ポートＰ２は、パワーコンディショナ３（図１）の自立出力端子Ｔ２（ＡＣ１００Ｖ）と接続される。
一方、蓄電装置１は、１つの出力ポートＰ３を備えており、この出力ポートＰ３には、重要負荷分電盤５（図１）が接続される。

蓄電装置１は、例えばリチウムイオン電池である蓄電池１ｂと、この蓄電池１ｂに接続された電力変換部（例えば双方向インバータ）１ａと、３つの開閉部ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３と、３つの電圧センサＶ１，Ｖ２，Ｖ３と、出力ポートＰ３に至る電路の一方に設けられた電流センサＡ１と、電力変換部１ａ及び開閉部ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を制御する制御部１ｃとを備えている。電力変換部１ａは、蓄電池１ｂから出力される直流の電力を、系統連系可能な交流に変換することができるとともに、逆に、交流電路６から提供された電力を直流電圧に変換して蓄電池１ｂを充電することができる。

開閉部ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、制御部１ｃによって開閉制御されるリレー接点である。電圧センサＶ１及びＶ２は、それぞれ、系統連系ポートＰ１の電圧（ＡＣ２００Ｖ）及び補助入力ポートＰ２の入力電圧（ＡＣ１００Ｖ）を検出する。電圧センサＶ３は、開閉部ＳＷ３に出力される電圧を検出する。各電圧センサＶ１，Ｖ２，Ｖ３の検出出力は、制御部１ｃに送られる。また、電流センサＡ１は、出力ポートＰ３に流れる電流を検出し、その検出出力は制御部１ｃに送られる。

また、制御部１ｃは、前述のように、外部の電流センサ（ＣＴ）７ｕ，７ｗ、及び、リモコン装置８にも接続されている。

制御部１ｃは、電力変換部１ａのスイッチング動作を制御する他、電流センサ７ｕ，７ｗの取り付け異常検出機能も有している（詳細後述）。制御部１ｃは例えば、コンピュータを含み、ソフトウェア（コンピュータプログラム）をコンピュータが実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部１ｃの記憶装置（図示せず。）に格納される。

上記の蓄電装置１内には、系統連系ポートＰ１を、開閉部ＳＷ１を経て電力変換部１ａに接続する系統連系電路Ｌ１と、補助入力ポートＰ２から開閉部ＳＷ２を経て出力ポートＰ３に導く自立給電路Ｌ２と、蓄電池１ｂから電力変換部１ａを経て出力ポートＰ３に導く蓄電池側給電路Ｌ３とが存在していることになる。なお、系統連系時の電力変換部１ａは、交流側の電圧が２００Ｖとなるよう動作し、また、蓄電池１ｂから出力ポートＰ３へ給電する時は、交流側の電圧が１００Ｖとなるように動作する。

なお、需要家に太陽光発電装置が無い場合は、補助入力ポートＰ２への入力は無い。また、図３の蓄電装置１のようなハイブリッド型の場合は、図４の回路構成に加えて、さらに、パワーコンディショナの回路を搭載することになる。

《系統連系蓄電システムとしての回路接続について》
次に、主として蓄電装置と電流センサ（ＣＴ）とに注目しつつ、種々の回路接続のパターンについて説明する。

（パターン１）
図５は、太陽光発電装置を備えず、蓄電装置１のみである場合の、需要家内の回路接続の一例を示す図である。図において、単相３線の商用電力系統２００と接続された交流電路６から、一般負荷分電盤４を介して、一般負荷１１に電力が供給される。なお、一般負荷分電盤４には実際には、回路遮断器が多数設けられており、当該回路遮断器を通して、さらに屋内配線を介して、一般負荷１１に電力が供給されるのであるが、回路遮断器の図示は省略し、屋内配線も簡略化して示している（以下同様。）。

電流センサ７ｕ，７ｗは、典型的にはクランプ型のＣＴであり、それぞれ、単相３線（電圧線：Ｕ線，Ｗ線，中性線：Ｏ線（Ｎ線））のＵ線，Ｗ線に取り付けられる。蓄電装置１は、交流電路６の単相３線に接続され、系統連系が可能である。但し、逆潮は認められない。切替器１３は、交流電路６のＵ線－Ｏ線間に接続されるとともに、蓄電装置１の自立出力を受けることもできる。商用電力系統２００の電圧が正常である場合は、切替器１３は、Ｕ線－Ｏ線間のＡＣ１００Ｖの電圧を重要負荷１２に提供するよう内部接続している。停電時は、接続を蓄電装置１に切り替えて、蓄電装置１から自立出力として電力の提供を受け、重要負荷１２に与えることができる。

図５において、商用電力系統２００側を「上流」、一般負荷１１及び重要負荷１２のある方を「下流」と、それぞれ定義した場合、電流センサ７ｕ，７ｗは、蓄電装置１の系統連系点Ｐｓ１より上流側にある。蓄電装置１は、内部で検出する電圧要素と、電流センサ７ｕ，７ｗから送られてくる電流要素とに基づいて、逆潮を検出することができる。図５の回路構成の場合、逆潮を検出すれば、蓄電装置１は、出力を制限して逆潮を防止する。

（パターン２）
図６は、太陽光発電用のパワーコンディショナ３と、蓄電装置１とを備え、かつ、いわゆるシングル発電を行う場合の、需要家内の回路接続の一例を示す図である。図５との違いは、パワーコンディショナ３が設けられ、系統連系すると共に、自立出力を蓄電装置１の補助入力ポートに与えることができる点である。その他の構成は、図５と同様である。

図６において、パワーコンディショナ３の系統連系点Ｐｓ２は、蓄電装置１の系統連系点Ｐｓ１より上流側にあり、さらに、電流センサ７ｕ，７ｗは、パワーコンディショナ３の系統連系点Ｐｓ２より上流側にある。蓄電装置１は、内部で検出する電圧要素と、電流センサ７ｕ，７ｗから送られてくる電流要素とに基づいて、逆潮を検出することができる。

図６において、シングル発電では、蓄電装置１からの放電は停止している。太陽光発電の発電電力はパワーコンディショナ３から系統連系され、需要家内での電力消費に充てられる。そして、需要家内での電力消費に充ててもなお余剰電力がある場合は、商用電力系統２００への逆潮（売電）となる。この場合、逆潮は太陽光発電にのみ基づくものであるため、問題は無い。

（パターン３）
図７は、太陽光発電用のパワーコンディショナ３と、蓄電装置１とを備え、かつ、いわゆるダブル発電を行う場合の、需要家内の回路接続の一例を示す図である。図６との違いは、電流センサ７ｕ，７ｗの位置である。その他の構成は、図６と同様である。

図７において、電流センサ７ｕ，７ｗは、蓄電装置１の系統連系点Ｐｓ１より上流側にあり、かつ、パワーコンディショナ３の系統連系点Ｐｓ２よりは下流側にある。すなわち、電流センサ７ｕ，７ｗは、２つの系統連系点Ｐｓ１，Ｐｓ２の中間にある。蓄電装置１は、内部で検出する電圧要素と、電流センサ７ｕ，７ｗから送られてくる電流要素とに基づいて、逆潮を検出することができる。

図７において、ダブル発電では、太陽光発電の発電電力は全て売電される。需要家内の全負荷に要する電力は、基本的に、蓄電装置１からの放電により賄われる。この場合、パワーコンディショナ３から出力される電力の逆潮は問題無いが、当該電力を超える電力が逆潮されているとすると、それは蓄電装置１からの逆潮ということになるので、もしそのような逆潮が検出されれば、蓄電装置１は出力を制限しなければならない。

（パターン４）
図８は、ハイブリッド型、すなわち、太陽光発電用のパワーコンディショナの機能が蓄電装置１に搭載されている場合の、需要家内の回路接続の一例を示す図である。この場合の電力変換部１ａは、図示は省略するが、蓄電池１ｂ用のＤＣ／ＤＣコンバータと、太陽光発電パネル２用のＤＣ／ＤＣコンバータとを搭載し、かつ、双方向インバータを搭載する。

図８において、電流センサ７ｕ，７ｗは、蓄電装置１の系統連系点Ｐｓ１より上流側にある。蓄電装置１は、内部で検出する電圧要素と、電流センサ７ｕ，７ｗから送られてくる電流要素とに基づいて、逆潮を検出することができる。

《電流センサの取り付けについて》
上記の各パターンにおいて、電流センサ７ｕ，７ｗが、図示した正しい位置に正しい方向（極性）で取り付けられていれば、逆潮する電力を確実に検出することができる。逆潮をしてはならない場合に逆潮を検出すれば、蓄電装置１は、出力を制限して逆潮を防止する。しかしながら、電流センサ７ｕ，７ｗが、正しい位置に正しい方向で取り付けられていない場合が、現実には起こり得る。

図９は、電流センサ７ｕ，７ｗについて、正しい取り付け状態の他、起こり得る誤った取り付け状態の全容を示す図である。Ｎｏ．１（左上）は、正しい取り付け状態を表している。すなわち、単相３線のうちの電圧線Ｕ線及びＷ線に対してそれぞれ、電流センサ７ｕ及び電流センサ７ｗが正しい方向に取り付けられている。

Ｎｏ．１の正しい取り付け状態と異なる誤った取り付け状態となるのは、「取り付ける線を間違える」か、「方向が逆になる」か、あるいは「脱落している」か、である。「脱落している」ことには、正しく取り付けているが検出出力信号線が断線していることも含まれる。

図９のＮｏ．２では、電流センサ７ｕ，７ｗの２個とも、取り付ける線は正しいが、Ｗ線の電流センサ７ｗが逆方向を向いている（図のハッチングは逆方向であることを表している。）。
Ｎｏ．３では、電流センサ７ｕ，７ｗの２個とも、取り付ける線は正しいが、Ｕ線の電流センサ７ｕが逆方向を向いている。
Ｎｏ．４では、電流センサ７ｕ，７ｗの２個とも、取り付ける線は正しいが、２個とも逆方向を向いている。

Ｎｏ．５では、電流センサ７ｕ，７ｗが互いに逆の線に、正しい方向で取り付けられている。
Ｎｏ．６では、電流センサ７ｕ，７ｗが互いに逆の線に取り付けられ、かつ、電流センサ７ｕは逆方向を向いている。
Ｎｏ．７では、電流センサ７ｕ，７ｗが互いに逆の線に取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは逆方向を向いている。
Ｎｏ．８では、電流センサ７ｕ，７ｗが互いに逆の線に取り付けられ、かつ、電流センサ７ｕ，７ｗが共に逆方向を向いている。

Ｎｏ．９では、電流センサ７ｕは正しい線に正しい方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは誤った線（Ｏ線）に正しい方向で取り付けられている。
Ｎｏ．１０では、電流センサ７ｕは正しい線に正しい方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは誤った線（Ｏ線）に誤った方向で取り付けられている。
Ｎｏ．１１では、電流センサ７ｕは正しい線に誤った方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは誤った線（Ｏ線）に正しい方向で取り付けられている。
Ｎｏ．１２では、電流センサ７ｕは正しい線に誤った方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは誤った線（Ｏ線）に誤った方向で取り付けられている。

Ｎｏ．１３では、電流センサ７ｕは誤った線（Ｏ線）に正しい方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは正しい線に正しい方向で取り付けられている。
Ｎｏ．１４では、電流センサ７ｕは誤った線（Ｏ線）に正しい方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは正しい線に誤った方向で取り付けられている。
Ｎｏ．１５では、電流センサ７ｕは誤った線（Ｏ線）に誤った方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは正しい線に正しい方向で取り付けられている。
Ｎｏ．１６では、電流センサ７ｕは誤った線（Ｏ線）に誤った方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは正しい線に誤った方向で取り付けられている。

Ｎｏ．１７では、電流センサ７ｕは正しい線に正しい方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは脱落している。
Ｎｏ．１８では、電流センサ７ｕは正しい線に誤った方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは脱落している。
Ｎｏ．１９では、電流センサ７ｕは誤った線（Ｏ線）に正しい方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは脱落している。
Ｎｏ．２０では、電流センサ７ｕは誤った線（Ｏ線）に誤った方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは脱落している。

Ｎｏ．２１では、電流センサ７ｕは誤った線（Ｗ線）に正しい方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは脱落している。
Ｎｏ．２２では、電流センサ７ｕは誤った線（Ｗ線）に誤った方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｗは脱落している。

Ｎｏ．２３では、電流センサ７ｗは正しい線に正しい方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｕは脱落している。
Ｎｏ．２４では、電流センサ７ｗは正しい線に誤った方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｕは脱落している。

Ｎｏ．２５では、電流センサ７ｗは誤った線（Ｏ線）に正しい方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｕは脱落している。
Ｎｏ．２６では、電流センサ７ｗは誤った線（Ｏ線）に誤った方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｕは脱落している。

Ｎｏ．２７では、電流センサ７ｗは誤った線（Ｕ線）に正しい方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｕは脱落している。
Ｎｏ．２６では、電流センサ７ｗは誤った線（Ｕ線）に誤った方向で取り付けられ、かつ、電流センサ７ｕは脱落している。
そしてＮｏ．２８では、電流センサ７ｕ，７ｗが２つとも脱落している。

次に、図９の２９種類の取り付け状態について、蓄電装置１で１ｋＷの充電を行った場合に、電流センサ７ｕ，７ｗの位置での電力を測定した。なお、負荷は蓄電池のみとした。従って、充電を開始する前の電力消費は０である。
結果は、以下の表１の通りである。なお、「Ｎｏ」は、図９におけるＮｏと対応している。表中の上向き矢印は取り付けの方向が正しく、下向きの矢印は取り付けの方向が誤っていることを示している。

（表１）

表１の右欄の電力測定結果を見ると、Ｎｏ．１では、１０００Ｗの充電電力による電力増加分が正確に反映され検出されている。また、Ｕ線に取り付けるべき電流センサ７ｕと、Ｗ線に取り付けるべき電流センサ７ｗとがそっくり入れ替わった状態のＮｏ．８も、１０００Ｗを検出している。しかし、それ以外は、－１０００Ｗ、－５００Ｗ、０Ｗ、５００Ｗのいずれかになっていることがわかる。すなわち、Ｎｏ．８のみを除き、検出される電力の値（符号も含む）が大きく異なることがわかる。そこで、蓄電装置１により、所定の電力で充電を行うことが反映され、検出されなければ、誤った取り付け若しくは断線が起きていると判断することができる。なお、Ｎｏ．８については、逆ではあるが、実用上は特に問題無い。

図１０は、充電開始による電力の変化を示すグラフの一例である。実際には需要家内の何らかの負荷に電力Ｐ_０１が給電されている状態から蓄電装置１による充電を開始するので、充電開始前の負荷電力が、所定電力（１ｋＷ）での充電開始により、所定電力に相当する電力の変動が見られるかどうか、によって誤った取り付け若しくは断線を検出することができる。負荷電力の変動もあるので、若干の余裕を見て、充電開始後の電力がＰ_０１＋１ｋＷ＝Ｐ_０２を中心として、±０．３ｋＷ程度の範囲内に収まれば、変化量は、充電電力によって変化したものと考えられる。

上記のような考え方に基づいて、センサチェック（電流センサの取り付け異常検出）をする手順について説明する。図１１は、このような手順を示すフローチャートの一例である。フローチャートの実行主体は蓄電装置１の制御部１ｃである。

図１１において、まず、制御部１ｃは、蓄電池１ｂの充電を開始する前の電流センサ７ｕ，７ｗに流れる電流と交流電路６の電圧とに基づいて、交流のピーク電力を測定する（ステップＳ１）。次に制御部１ｃは、１ｋＷでの強制的な充電を開始する（ステップＳ２）。なお、充電を行うのは短時間（例えば１秒以下）であるので、蓄電池１ｂが満充電であっても可能である。

充電開始後（但し開始直後は突入電流を抑制するソフトスタートを行うため、ソフトスタートの期間終了後）、制御部１ｃは、再び交流のピーク電力を測定する（ステップＳ３）。そして、ステップＳ３で測定した電力とステップＳ１で測定した電力との差すなわち変化量を求め、この変化量が１ｋＷ±０．３ｋＷの範囲内か否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、変化量が１ｋＷ±０．３ｋＷの範囲内であれば、電流センサ７ｕ，７ｗの取り付け状態は正常であり、取り付け異常を検出する処理は終了となる。

一方、ステップＳ４において、変化量が１ｋＷ±０．３ｋＷの範囲内でない場合（多くは１ｋＷ－０．３ｋＷより低い変化量）、制御部１ｃは、例えば６回リトライするべく、リトライ回数が６回に達したか否かを判定する（ステップＳ５）。最初はリトライ回数は０であり、従って、制御部１ｃは、リトライタイミングを調整し（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻る。なお、リトライタイミング調整は、後述の、（電流センサ＋蓄電装置）のセットが複数設けられている場合に意味を持つ処理であり、１セットの場合は、例えばリトライのための一定の待ち時間を設けるだけでよい。

ステップＳ１から、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ７→Ｓ１が繰り返されリトライ回数が６回に達すると（ステップＳ５のＹｅｓ）制御部１ｃは、電流センサ７ｕ，７ｗの取り付け異常と判定する（ステップＳ６）。
なお、上記のフローチャートでは、ピーク電力を測定するようにしたが（ステップＳ１，Ｓ３）、電力の測定はピークに限られる訳ではない。例えば、ピークに代えて、平均又は移動平均等を用いることもできる。

《ここまでのまとめ》
以上のように、この系統連系蓄電システムにおける制御部１ｃは、需要家の負荷電力に加えて蓄電池１ｂを所定の充電電力で充電する場合と充電しない場合とで、電力の変化量を求め、当該変化量と充電電力とを対比して、電流センサ７ｕ，７ｗについての取り付け異常の有無を判定する機能を有する。

このような系統連系蓄電システム（又は電流センサの取り付け異常検出方法）では、蓄電池を所定の充電電力で充電する場合と充電しない場合とで、電力の変化量を求め、当該変化量と充電電力とを対比する。電流センサが正常に取り付けられていれば変化量は充電電力を適切に反映した値となるはずである。そこで、変化量が充電電力を適切に反映した値を示すときは、取り付けは正常、そうでないときは、取り付けは異常、と判定することができる。

また、詳細には、変化量が充電電力の値（例えば１ｋＷ）を中心とした所定の範囲内（±０．３ｋＷ）にあるときは電流センサ７ｕ，７ｗの取り付けが正常であり、範囲内にないことが複数回繰り返されるとき（例えば図１１のステップＳ５のＹｅｓ）は電流センサ７ｕ，７ｗの取り付けが異常である、と判定することができる。すなわち、充電電力以外の需要家の消費電力には多少の変動があるため、変化量が充電電力と常に等しいとは限らない。このように、ある程度の範囲を設けることで、取り付け正常を、取り付け異常と誤判定することを抑制することができる。また、範囲内にないことがあっても１回だけでは判定せず、複数回繰り返されたことをもって取り付けが異常であると判定することにより、取り付け正常を、取り付け異常と誤判定することを抑制することができる。こうして、判定精度の安定性を確保することができる。

なお、上記実施形態では、充電開始前の電力から充電開始後の電力への変化量が、適切に充電電力を反映した値であるか否かにより、取り付け異常の有無を判定するようにしたが、変化は逆でもよい。すなわち、充電開始後の電力から充電停止後の電力への変化量が、適切に充電電力を反映した値であるか否かにより、取り付け異常の有無を判定するようにしてもよい。
さらに、充電と充電停止との間で変化量を見る以外にも、充電電力を例えば１０００Ｗから５００Ｗというように変化させて、その充電電力の変化分が電流センサ７ｕ，７ｗの検出する電流に基づく電力の変化量に適切に反映されるかどうかを見てもよい。
また、図４の回路例では、系統連系している電圧は、電圧センサＶ１によってＵ線－Ｗ線間の電圧を検出しているが、これに代えて、Ｕ線－Ｏ線、Ｗ線－Ｏ線の電圧をそれぞれ検出する電圧センサを設け、各線間の電圧に基づいて、片相ずつの充電電力を用いて異常の有無を判断するようにしてもよい。

また、制御部１ｃは、センサチェックを定期的に実行し、その後に、本来の充電又は放電の運転を行うことが好ましい。定期的に、とは、例えば１日のうちの、決まった時間（例えば夜の１２時）に実行することである。定期的に実行することにより、電流センサ７ｕ，７ｗ及び蓄電装置１の初期の据付工事直後だけでなく、その後も、例えば脱落や断線により電流センサ７ｕ，７ｗの取り付け状態に異常が発生していないかどうかを、監視し続けることができる。

また、交流電路６に、太陽光発電用のパワーコンディショナ３が接続されている場合は、図１１のようなフローチャートの処理は、太陽光発電が行われていないとき（夜間）に実行することが望ましい。この場合、太陽光発電の発電電力の影響を受けずに正確に変化量を測定することができる。

《波形図の例示》
図１２～図１５は、実機にて動作確認をした結果を示すオシロスコープの画像である。横軸（横方向）は時間である。各図の画像の上半分と下半分とでは同じ電圧・電流等を表しているが、下半分は、上半分の時間軸を拡大した画像である。例えば図１２において、下半分に注目すると、波形は５種類あり、上から順に、Ｕ線－Ｏ線間の電圧、Ｕ線に流れる電流、Ｗ線－Ｏ線間の電圧、Ｗ線に流れる電流、及び、異常検出を行う指示信号（Ｈレベルが指示信号あり）である。他の図も同様である。

図１２は、図９及び表１におけるＮｏ．１（正常）の場合の波形である。時刻ｔ１より少し前から充電開始となり、開始直後を避けた時刻ｔ１から異常検出を実行し、時刻ｔ２までに判定する。図１２の場合は、Ｕ相（５００Ｗ）＋Ｗ相（５００Ｗ）＝１０００Ｗが検出され、正常である。

図１３は、図９及び表１におけるＮｏ．２（電流センサ７ｗが逆方向）の場合の波形である。この場合は、Ｗ相の電流が反転するので、Ｕ相（５００Ｗ）＋Ｗ相（－５００Ｗ）＝０Ｗが検出され、異常である。
図１４は、図９及び表１におけるＮｏ．３（電流センサ７ｕが逆方向）の場合の波形である。この場合は、Ｕ相の電流が反転するので、Ｕ相（－５００Ｗ）＋Ｗ相（５００Ｗ）＝０Ｗが検出され、異常である。
図１５は、図９及び表１におけるＮｏ．４（電流センサ７ｕ，７ｗが共に逆方向）の場合の波形である。この場合は、Ｕ相、Ｗ相の電流が共に反転するので、Ｕ相（－５００Ｗ）＋Ｗ相（－５００Ｗ）＝－１０００Ｗが検出され、異常である。

《蓄電装置が複数台の場合の異常検出について》
図１６は、蓄電装置が複数台ある場合の単線接続図の一例である。図において、蓄電装置及び電流センサを１セットとすると、これらが複数セットあって、それぞれの蓄電装置が商用電力系統２００の交流電路６に接続されている。蓄電装置１ｘ，１ｙ，１ｚは、それぞれ、電流センサ７ｘ，７ｙ，７ｚにより電流を検出する。交流電路６には負荷Ｒが接続されている。

図１７は、蓄電装置が複数台ある場合の単線接続図の他の例である。図において、蓄電装置及び電流センサを１セットとすると、これらが複数セットあって、それぞれの蓄電装置が商用電力系統２００の交流電路６に接続されている。蓄電装置１ｘ，１ｙ，１ｚは、それぞれ、電流センサ７ｘ，７ｙ，７ｚにより電流を検出する。交流電路６には負荷Ｒが接続されている。図１６との違いは、電流センサが１箇所にまとめて並ぶのではなく、セットごとに配置されている点である。

図１６及び図１７の場合、異常検出を３台が同時に行うと異常検出のための充電のタイミングが同時になるため、異常検出に失敗する場合がある。
そこで、このような場合は、各蓄電装置１ｘ，１ｙ，１ｚは、センサチェックの実行タイミングを互いにずらして行う。ずらし方としては、センサチェックを開始するタイミングをずらすほか、図１１のステップＳ７のリトライタイミングも個別にずらすことができる。
このように、センサチェックのタイミングをずらすことにより、複数セットの電流センサ７ｘ，７ｙ，７ｚのそれぞれについて、取り付けの異常の有無を容易に判定することができる。

なお、上記のずらし方の具体例としては、例えば、蓄電装置ごとの固有の番号である製造番号の数字を利用して相互に同時にセンサチェックにならないよう、設定することができる。

《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１，１ｍ，１ｓ，１ｘ，１ｙ，１ｚ 蓄電装置
１ａ 電力変換部
１ｂ 蓄電池
１ｃ 制御部
２ 太陽光発電パネル
３ パワーコンディショナ
４ 一般負荷分電盤
５ 重要負荷分電盤
６ 交流電路
７，７ｕ，７ｗ，７ｘ，７ｙ，７ｚ 電流センサ
８ リモコン装置
９ ルーター
１０ 携帯情報端末
１１ 一般負荷
１２ 重要負荷
１３ 切替器
１００ 需要家
２００ 商用電力系統
２０１ 売電用電力量計
２０２ 買電用電力量計
３００ インターネット
Ａ１ 電流センサ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ バリスタ
Ｌ１ 系統連系電路
Ｌ２ 自立給電路
Ｌ３ 蓄電池側給電路
Ｐ１ 系統連系ポート
Ｐ２ 補助入力ポート
Ｐ３ 出力ポート
Ｐｓ１，Ｐｓ２ 系統連系点
Ｒ 負荷
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ 開閉部
Ｔ１ 系統連系出力端子
Ｔ２ 自立出力端子
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３ 電圧センサ

Claims (6)

1. 需要家の、系統連系する交流電路に流れる電流を検出する電流センサと、前記交流電路に接続された蓄電装置と、を備えた系統連系蓄電システムであって、前記蓄電装置は、
   蓄電池と、
   前記蓄電池と前記交流電路との間にあって、直流／交流の双方向の電力変換を行う電力変換部と、
   前記電力変換部を制御するとともに、前記電流センサによって検出される電流及び前記交流電路の電圧に基づいて電力を検出する制御部と、を含み、
   前記制御部は、前記交流電路に負荷が接続されている状態において、前記蓄電池の充電電力を変化させて、変化の前後での前記電流センサの検出に基づく、充電開始後の電力から充電停止後の電力の、符号を含む変化量を求め、当該変化量と前記充電電力の変化分とを対比して、前記電流センサについての取り付け異常の有無を判定する機能を有する、系統連系蓄電システム。
2. 前記制御部は、前記変化量が前記充電電力の変化分の値を中心とした所定の範囲内にあるときは前記電流センサの取り付けが正常であり、前記範囲内にないことが複数回繰り返されるときは前記電流センサの取り付けが異常である、と判定する機能を有する、請求項１に記載の系統連系蓄電システム。
3. 前記蓄電装置及び前記電流センサを１セットとすると、これらは複数セットあって、それぞれの前記蓄電装置が前記交流電路に接続されており、
   複数の前記蓄電装置は、前記機能の実行タイミングを互いにずらして行う、請求項１又は請求項２に記載の系統連系蓄電システム。
4. 前記機能を、定期的に実行する請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の系統連系蓄電システム。
5. 前記交流電路には、太陽光発電の発電電力が供給可能であり、
   前記蓄電装置は、太陽光発電が行われていないときに、前記機能を実行する請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の系統連系蓄電システム。
6. 需要家の、系統連系する交流電路に、蓄電池を有する蓄電装置が接続され、前記交流電路に流れる電流を電流センサによって検出する場合に、前記蓄電装置によって実行される電流センサの取り付け異常検出方法であって、
   前記電流センサによって検出される電流及び前記交流電路の電圧に基づいて電力を検出し、
   前記交流電路に負荷が接続されている状態において、前記蓄電池の充電電力を変化させて、変化の前後での前記電流センサの検出に基づく、充電開始後の電力から充電停止後の電力の、符号を含む変化量を求め、
   前記変化量と前記充電電力の変化分とを対比して、前記電流センサについての取り付け異常の有無を判定する、
   電流センサの取り付け異常検出方法。

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